阅读说明：本技术 粉体供给料斗加压装置、气化炉设备及气化复合发电设备以及粉体供给料斗加压装置的控制方法 (Powder supply hopper pressurizing device, gasification furnace facility, gasification combined power generation facility, and method for controlling powder supply hopper pressurizing device ) 是由 浦方悠一郎 葛西润 西村幸治 于 2019-02-15 设计创作，主要内容包括：具备：第一缓冲罐(87),以预定的压力蓄积对粉体供给料斗(80)供给的加压气体；第二缓冲罐(88)；下部压力调整氮气系统(83),连接于粉体供给料斗(80),在向燃烧器供给粉体燃料时朝向积存于粉体供给料斗(80)内的粉体燃料供给气体；及控制部(90),以利用第一缓冲罐(87)将粉体供给料斗(80)加压至第一压力后利用第二缓冲罐(88)将粉体供给料斗(80)加压至第二压力的方式进行控制,控制部(90)在判断为第一缓冲罐(87)和第二缓冲罐(88)的任一者不可使用的情况下,使用能够运用的第一缓冲罐(87)或第二缓冲罐(88)和气体供给系统(83)来将粉体供给料斗(80)加压。(The disclosed device is provided with: a first buffer tank (87) for accumulating pressurized gas supplied to the powder supply hopper (80) at a predetermined pressure; a second buffer tank (88); a lower pressure-adjusting nitrogen system (83) connected to the powder supply hopper (80) and configured to supply gas to the pulverized fuel stored in the powder supply hopper (80) when the pulverized fuel is supplied to the burner; and a control unit (90) that controls the powder supply hopper (80) to be pressurized to a first pressure by the first buffer tank (87) and then to be pressurized to a second pressure by the second buffer tank (88), wherein the control unit (90) uses the first buffer tank (87) or the second buffer tank (88) that can be operated and the gas supply system (83) to pressurize the powder supply hopper (80) when determining that either the first buffer tank (87) or the second buffer tank (88) is unusable.)

粉体供给料斗加压装置、气化炉设备及气化复合发电设备以 及粉体供给料斗加压装置的控制方法

技术领域

本发明涉及对粉体供给料斗进行加压的粉体供给料斗加压装置、气化炉设备及气化复合发电设备以及粉体供给料斗加压装置的控制方法。

背景技术

以往，作为气化炉设备，已知通过将煤等含碳固体燃料向气化炉内供给并使含碳固体燃料部分燃烧而气化从而生成可燃性气体的含碳燃料气化设备(煤气化设备)。

在气化炉设备中，已知有将使用煤作为原料的原煤且供给粉煤的粉煤供给料斗加压的加压装置(专利文献1)。在该文献中，并列地具备两个暂时积存加压用的氮气的缓冲罐。使用一个缓冲罐将粉煤供给料斗加压至预定压力，然后，使用另一个缓冲罐将粉煤供给料斗加压至目标压力。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2017-141073号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，上述文献所记载的加压装置在两个缓冲罐都能够进行正常的动作的情况下成立。在假设任一缓冲罐表示异常而变得不可使用的情况下，要想对加压用的氮气反复实施从缓冲罐的供给和向缓冲罐的加压来应对等而将粉煤供给料斗加压至目标压力，会花费大量的时间。因此，在这样的情况下，存在不得不降低气化炉的运转压力而使其以低负荷运转这一课题。

另外，在向粉煤供给料斗供给加压气体的加压喷嘴的前端，有时以面对积存于粉煤供给料斗内的粉煤的方式设置有由比金属网具有强度的烧结金属等构成的过滤器。对于设置于粉煤供给料斗内的加压喷嘴的过滤器，在因加压气体的过流速等理由而过滤器破损的情况下，担心粉煤向加压喷嘴内部侵入而诱发别的不良情况，但由于过滤器使用了多个，所以即使在一个或一些过滤器产生了破损，过滤器的破损检测也不容易，未设置检测破损的单元。因此，若操作员不始终注意并监视粉煤供给料斗内的粉煤的流动状态，则直到打开粉煤供给料斗来进行检查为止无法确认过滤器的破损。因此，在检查等中确认破损后筹备更换部件的定时会延迟，有时恢复会花费时间。

本公开的粉体供给料斗加压装置、气化炉设备及气化复合发电设备以及粉体供给料斗加压装置的控制方法鉴于这样的情况而作出，其目的在于，即使在两个缓冲罐中的一个缓冲罐变得不可使用的情况下也能够将粉体供给料斗加压至目标压力。

另外，目的在于在运转中检测安装于加压喷嘴的前端的过滤器的破损。

用于解决课题的手段

本发明的一方案的粉体供给料斗加压装置具备：第一缓冲罐，以预定的压力蓄积对供给加压后的粉体燃料的粉体供给料斗供给的加压气体；第二缓冲罐，相对于上述第一缓冲罐并列地设置，以预定的压力蓄积向上述粉体供给料斗供给的加压气体；气体供给系统，连接于上述粉体供给料斗，在供给加压后的上述粉体燃料时向积存于该粉体供给料斗内的上述粉体燃料供给加压气体；及控制部，以通过上述第一缓冲罐将上述粉体供给料斗加压至第一压力后通过上述第二缓冲罐将上述粉体供给料斗加压至第二压力的方式进行控制，上述控制部在判断为上述第一缓冲罐和上述第二缓冲罐中的任一个缓冲罐不可使用的情况下，使用能够运用的上述第一缓冲罐或上述第二缓冲罐和上述气体供给系统来对上述粉体供给料斗进行加压。

粉体供给料斗在粉体燃料在大气压力下向内部供给后，被加压至目标压力。在加压时，通过第一缓冲罐的加压气体加压至第一压力后通过第二缓冲罐的加压气体加压至第二压力(例如目标压力)。因此，在因一个缓冲罐表示异常而第一缓冲罐或第二缓冲罐变得不可使用的情况下，无法将粉体供给料斗内加压至目标压力，会对加压用的气体反复实施从缓冲罐的供给和向缓冲罐的加压来应对等，直到成为目标压力为止需要时间。因此，在一个缓冲罐变得不可使用的情况下，使用在供给粉体燃料时向积存于粉体供给料斗内的粉体燃料供给加压气体的气体供给系统来对粉体供给料斗进行加压。也就是说，将在通常的运转时，在粉体供给料斗在加压后供给粉体燃料时使用，为了追加供给使在粉体供给料斗壁面附近堆积的粉体燃料流动化的运送用的气体而使用的气体供给系统兼用作粉体供给料斗的加压用的加压气体供给系统。由此，即使在第一缓冲罐或第二缓冲罐变得不可使用的情况下，也能够将粉体供给料斗加压至目标压力。

此外，在本发明的一方案的粉体供给料斗加压装置中，具备：加压气体制造装置，对上述第一缓冲罐、上述第二缓冲罐及上述气体供给系统供给加压气体；第一缓冲罐入口阀，设于上述第一缓冲罐的上述加压气体制造装置侧；第一缓冲罐出口阀，设于上述第一缓冲罐的上述粉体供给料斗侧；第二缓冲罐入口阀，设于上述第二缓冲罐的上述加压气体制造装置侧；及第二缓冲罐出口阀，设于上述第二缓冲罐的上述粉体供给料斗侧，上述控制部在上述第一缓冲罐入口阀或上述第一缓冲罐出口阀产生了异常时判断为第一缓冲罐不可使用，在上述第二缓冲罐入口阀或上述第二缓冲罐出口阀产生了异常时判断为第二缓冲罐不可使用。

控制部在缓冲罐的入口阀或出口阀产生了异常时，将连接于该入口阀或出口阀的缓冲罐判断为不可使用。由此，由于能够利用控制部来判断哪个缓冲罐不可使用，所以不需要操作员对于粉体供给料斗加压装置或粉体燃料的供给目的地的气化炉的运转负荷调整的判断。

此外，在本发明的一方案的粉体供给料斗加压装置中，具备缓冲罐压力调整阀，上述缓冲罐压力调整阀设于上述加压气体制造装置与上述第一缓冲罐入口阀及上述第二缓冲罐入口阀之间，调整向上述第一缓冲罐及上述第二缓冲罐供给的压力，上述控制部至少在使用上述气体供给系统对上述粉体供给料斗进行加压时，使上述缓冲罐压力调整阀成为闭状态。

在使用气体供给系统进行着粉体供给料斗的加压的期间，由加压气体制造装置制造出的加压气体会被消耗。此时，至少使缓冲罐压力调整阀关闭而不向第一缓冲罐及第二缓冲罐引导加压气体。由此，因为由加压气体制造装置制造出的加压气体的供给量存在上限量，所以能够将由加压气体制造装置制造出的加压气体主要向气体供给系统供给，能够避免加压气体制造装置的加压气体出口的源压下降而加压气体的供给不足。

此外，在本发明的一方案的粉体供给料斗加压装置中，具备：多个加压喷嘴，向上述粉体供给料斗供给加压气体；多个过滤器，设于上述加压喷嘴的前端，面对上述粉体供给料斗内的积存有粉体燃料的空间并且使上述加压气体透过；粉体供给料斗压力传感器，检测上述粉体供给料斗内的压力；及加压气体压力传感器，检测在分支点处分支而向上述加压喷嘴供给的上述加压气体的比上述分支点靠上游侧的压力，上述控制部在由上述粉体供给料斗压力传感器检测到的压力与由上述加压气体压力传感器检测到的压力的差压成为了预定值以下的情况下，判断为上述过滤器的破损。

在设于粉体供给料斗的多个加压喷嘴的前端设置的被设为了多孔质的烧结金属的过滤器有时会因磨损或由突然的气体流速变化引起的破裂等而破损。过滤器中的压力损失变小，若过滤器因磨损或破裂等而破损，则过滤器中的压力损失变小，但由于过滤器存在多个，所以检测在一个或一些过滤器产生了破损时的破损产生并不容易。

发明人的观察的结果，关注了比供给加压气体的分支点靠上游的母管的加压气体的压力与粉体供给料斗内的压力的差压。确认到了：在存在很多个的过滤器中的一个或一些过滤器产生了破损时，该差压存在变化。

因为，在粉体供给料斗内的压力与加压气体的压力的差压成为了预定值以下的情况下，判断为过滤器的破损。由此，作业员无需目视过滤器来进行确认，能够在合适的定时下准备更换部件。

另外，本发明的一方案的气化炉设备具备上述任一项所记载的粉体供给料斗加压装置和从该粉体供给料斗加压装置被供给所述粉体燃料的气化炉。

另外，本发明的一方案的气化复合发电设备具备：上述气化炉设备；燃气轮机，通过使在所述气化炉设备中生成的生成气体的至少一部分燃烧而旋转驱动；蒸汽轮机，通过在导入从所述燃气轮机排出后的轮机排气的排热回收锅炉中生成的蒸气而旋转驱动；及发电机，与所述燃气轮机和/或所述蒸汽轮机旋转连结。

另外，在本发明的一方案的粉体供给料斗加压装置的控制方法中，上述粉体供给料斗加压装置具备：第一缓冲罐，以预定的压力蓄积对供给加压后的粉体燃料的粉体供给料斗供给的加压气体；第二缓冲罐，相对于上述第一缓冲罐并列地设置，以预定的压力蓄积向上述粉体供给料斗供给的加压气体；及气体供给系统，连接于上述粉体供给料斗，在供给加压后的上述粉体燃料时向积存于该粉体供给料斗内的上述粉体燃料供给加压气体，以通过上述第一缓冲罐将上述粉体供给料斗加压至第一压力后通过上述第二缓冲罐将上述粉体供给料斗加压至第二压力的方式进行控制，在判断为上述第一缓冲罐和上述第二缓冲罐中的任一个缓冲罐不可使用的情况下，使用能够运用的上述第一缓冲罐或上述第二缓冲罐和上述气体供给系统来对上述粉体供给料斗进行加压。

发明效果

因为使用气体供给系统来对粉体供给料斗进行加压，所以即使在两个缓冲罐中的一个缓冲罐变得不可使用的情况下也能够将粉体供给料斗加压至目标压力。

附图说明

图1是示出了本发明的第一实施方式的煤气化复合发电设备的概略结构图。

图2是示出了图1的气化炉设备的概略结构图。

图3是示出了对粉煤供给料斗进行加压的加压装置的概略结构图。

图4是示出了安装于粉煤供给料斗的加压喷嘴的概略结构图。

图5是示出了第二缓冲罐变得不可使用的情况下的加压工序的时序图。

图6是示出了第一缓冲罐变得不可使用的情况下的加压工序的时序图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

[第一实施方式]

在图1中示出了应用了气化炉设备14的煤气化复合发电设备10的概略结构。

煤气化复合发电设备(IGCC：Integrated Coal Gasification Combined Cycle(整体煤气化联合循环发电系统))10采用了使用空气作为主要的氧化剂且在气化炉设备14中利用燃料生成可燃性气体(生成气体)的空气燃烧方式。并且，煤气化复合发电设备10将在气化炉设备14中生成的生成气体在气体提纯设备16中提纯而形成为燃料气体后，向燃气轮机17供给来进行发电。即，煤气化复合发电设备10是空气燃烧方式(空气吹送)的发电设备。作为向气化炉设备14供给的燃料，使用例如煤等含碳固体燃料。

如图1所示，煤气化复合发电设备(气化复合发电设备)10具备：供煤设备11、气化炉设备14、煤焦回收设备15、气体提纯设备16、燃气轮机17、蒸汽轮机18、发电机19及排热回收锅炉(HRSG：Heat Recovery Steam Generator(余热回收蒸气发生器))20。

供煤设备11被供给作为含碳固体燃料的煤作为原煤，通过将煤利用磨煤机(图示省略)等粉碎而制造粉碎成细小的颗粒状的粉煤(粉体燃料)。由供煤设备11制造出的粉煤在供煤线11a出口处由从后述的空气分离设备42供给的作为运送用惰性气体的氮气加压，向气化炉设备14供给。惰性气体是氧气含有率为约5体积％以下的非活性气体，氮气、二氧化碳气体、氩气等是代表例，但并非必需限制为约5体积％以下。

供煤设备11具备本实施方式涉及的粉煤供给料斗加压装置(粉体供给料斗加压装置)1。详情后述。

气化炉设备14被供给由供煤设备11制造出的粉煤，并且由煤焦回收设备15回收到的煤焦(煤的未反应部分和灰分：粉体燃料)返回该气化炉设备14，以再利用为目的而向该气化炉设备14供给。

另外，在气化炉设备14上连接有来自燃气轮机17(压缩机61)的压缩空气供给线41，由燃气轮机17压缩后的压缩空气的一部分能够由升压机68升压为预定压力并向气化炉设备14供给。空气分离设备42从大气中的空气分离生成氮气和氧气，空气分离设备42和气化炉设备14由第一氮气供给线43连接。并且，在该第一氮气供给线43上连接有来自供煤设备11的供煤线11a。另外，从第一氮气供给线43分支的第二氮气供给线45也连接于气化炉设备14，在该第二氮气供给线45上连接有来自煤焦回收设备15的煤焦返回线46。此外，空气分离设备42通过氧气供给线47而与压缩空气供给线41连接。并且，由空气分离设备42分离出的氮气通过在第一氮气供给线43及第二氮气供给线45中流通而作为煤、煤焦的运送用气体来利用。另外，由空气分离设备42分离出的氧气通过在氧气供给线47及压缩空气供给线41中流通而在气化炉设备14中作为氧化剂来利用。

气化炉设备14例如具备二级气流床式的气化炉101(参照图2)。气化炉设备14通过利用氧化剂(空气、氧气)使供给到内部的煤(粉煤)及煤焦部分燃烧而气化来形成生成气体。另外，气化炉设备14设置有去除混入到粉煤中的异物(炉渣)的异物去除设备48。并且，在该气化炉设备14上连接有向煤焦回收设备15供给生成气体的气体生成线49，包括煤焦的生成气体能够排出。在该情况下，如图2所示，也可以通过在气体生成线49设置合成气冷却器102(气体冷却器)而将生成气体冷却至预定温度后向煤焦回收设备15供给。

煤焦回收设备15具备集尘设备51和供给料斗52。在该情况下，集尘设备51由一个或多个旋风除尘器或多孔过滤器构成，能够将由气化炉设备14生成的生成气体中含有的煤焦分离。并且，煤焦被分离后的生成气体通过气体排出线53而向气体提纯设备16输送。供给料斗52积存由集尘设备51从生成气体分离出的煤焦。另外，也可以构成为在集尘设备51与供给料斗52之间配置料仓且对该料仓连接多个供给料斗52。并且，来自供给料斗52的煤焦返回线46连接于第二氮气供给线45。

气体提纯设备16通过对由煤焦回收设备15分离煤焦后的生成气体去除硫化合物和氮化合物等杂质来进行气体提纯。并且，气体提纯设备16对生成气体进行提纯来制造燃料气体，将其向燃气轮机17供给。另外，由于在煤焦被分离后的生成气体中还包含有硫分(H₂S等)，所以在该气体提纯设备16中，利用胺吸收液等来将硫分去除回收并有效利用。

燃气轮机17具备：压缩机61、燃烧器62、涡轮机63，压缩机61和涡轮机63由旋转轴64连结。在燃烧器62上连接有来自压缩机61的压缩空气供给线65，并且连接有来自气体提纯设备16的燃料气体供给线66，另外，连接有向涡轮机63延伸的燃烧气体供给线67。另外，燃气轮机17设有从压缩机61向气化炉设备14延伸的压缩空气供给线41，在中途部设有升压机68。因此，在燃烧器62中，通过将从压缩机61供给的压缩空气的一部分和从气体提纯设备16供给的燃料气体的至少一部分混合并使其燃烧而产生燃烧气体，将产生的燃烧气体向涡轮机63供给。并且，涡轮机63通过利用供给的燃烧气体驱动旋转轴64旋转而驱动发电机19旋转。

蒸汽轮机18具备连结于燃气轮机17的旋转轴64的涡轮机69，发电机19连结于该旋转轴64的基端部。排热回收锅炉20连接有来自燃气轮机17(涡轮机63)的排气线70，通过在向排热回收锅炉20的供水与涡轮机63的排气之间进行热交换而生成蒸汽。并且，在排热回收锅炉20与蒸汽轮机18的涡轮机69之间设有蒸汽供给线71并且设有蒸汽回收线72，在蒸汽回收线72设有凝汽器73。另外，在由排热回收锅炉20生成的蒸汽中，也可以包含在气化炉101的合成气冷却器102中与生成气体热交换而生成的蒸汽。因此，在蒸汽轮机18中，通过从排热回收锅炉20供给的蒸汽而驱动涡轮机69旋转，通过使旋转轴64旋转而驱动发电机19旋转。

在从排热回收锅炉20的出口到烟筒75之间设有气体净化设备74。

接着，对煤气化复合发电设备10的动作进行说明。

在煤气化复合发电设备10中，当向供煤设备11供给原煤(煤)时，煤在供煤设备11中被粉碎成细小的颗粒状从而成为粉煤。由供煤设备11制造出的粉煤通过从空气分离设备42供给的氮气而在第一氮气供给线43中流通并向气化炉设备14供给。另外，由后述的煤焦回收设备15回收到的煤焦通过从空气分离设备42供给的氮气而在第二氮气供给线45中流通并向气化炉设备14供给。此外，从后述的燃气轮机17抽取到的压缩空气由升压机68升压后，与从空气分离设备42供给的氧气一起通过压缩空气供给线41而向气化炉设备14供给。

在气化炉设备14中，供给来的粉煤及煤焦通过压缩空气(氧气)而燃烧，通过粉煤及煤焦气化而生成生成气体。并且，该生成气体从气化炉设备14通过气体生成线49而排出，向煤焦回收设备15输送。

在该煤焦回收设备15中，生成气体首先通过向集尘设备51供给而使生成气体含有的微粒的煤焦分离。并且，煤焦被分离后的生成气体通过气体排出线53而向气体提纯设备16输送。另一方面，从生成气体分离出的微粒的煤焦向供给料斗52堆积，通过煤焦返回线46而返回气化炉设备14并再利用。

由煤焦回收设备15分离煤焦后的生成气体在气体提纯设备16中被去除硫化合物和氮化合物等杂质而进行气体提纯，来制造燃料气体。压缩机61生成压缩空气并向燃烧器62供给。该燃烧器62将从压缩机61供给的压缩空气与从气体提纯设备16供给的燃料气体混合，通过燃烧而生成燃烧气体。通过利用该燃烧气体驱动涡轮机63旋转，经由旋转轴64而驱动压缩机61及发电机19旋转。这样，燃气轮机17能够进行发电。

并且，排热回收锅炉20通过在从燃气轮机17中的涡轮机63排出后的排气与向排热回收锅炉20的供水之间进行热交换而生成蒸汽，将该生成的蒸汽向蒸汽轮机18供给。在蒸汽轮机18中，通过利用从排热回收锅炉20供给的蒸汽对涡轮机69进行旋转驱动，能够经由旋转轴64而对发电机19进行旋转驱动，进行发电。

另外，燃气轮机17和蒸汽轮机18也可以取代形成同一轴驱动一个发电机19旋转的结构而设为形成不同的轴驱动多个发电机旋转的结构。

然后，在气体净化设备74中去除从排热回收锅炉20排出后的废气的有害物质，净化后的废气从烟筒75向大气放出。

接着，参照图1及图2，对上述煤气化复合发电设备10中的气化炉设备14进行详细说明。

如图2所示，气化炉设备14具备气化炉101和合成气冷却器102。

气化炉101以沿着铅垂方向延伸的方式形成，粉煤及氧气向铅垂方向的下方侧供给，部分燃烧而气化后的生成气体从铅垂方向上的下方侧向上方侧流通。气化炉101具有压力容器110和设于压力容器110的内部的气化炉壁111。并且，气化炉101在压力容器110与气化炉壁111之间的空间形成有环形部115。另外，气化炉101在气化炉壁111的内部的空间中从铅垂方向上的下方侧(也就是生成气体的流通方向上的上游侧)起依次形成有燃烧器部116、扩散器部117、减压器部118。

压力容器110形成为内部成为中空空间的筒形状，在上端部形成有气体排出口121，另一方面，在下端部(底部)形成有炉渣料斗122。气化炉壁111形成为内部成为中空空间的筒形状，以其壁面与压力容器110的内表面相向的方式设置。在本实施方式中，压力容器110是圆筒形状，气化炉壁111的扩散器部117也形成为圆筒形状。并且，气化炉壁111通过未图示的支撑构件而连结于压力容器110内表面。

气化炉壁111将压力容器110的内部分离成内部空间154和外部空间156。气化炉壁111被设为横截面形状在燃烧器部116与减压器部118之间的扩散器部117处变化的形状。气化炉壁111以成为铅垂上方侧的其上端部连接于压力容器110的气体排出口121且成为铅垂下方侧的其下端部与压力容器110的底部空出间隙的方式设置。并且，在形成于压力容器110的底部的炉渣料斗122积存有积存水，通过气化炉壁111的下端部向积存水浸入而将气化炉壁111的内外密封。在气化炉壁111***有燃烧器126、127，在内部空间154配置有合成气冷却器102。关于气化炉壁111的构造将在后文叙述。

环形部115是形成于压力容器110的内侧和气化炉壁111的外侧的空间，也就是外部空间156，由空气分离设备42分离出的非活性气体即氮气通过未图示的氮气供给线而向环形部115供给。因此，环形部115成为充满氮气的空间。另外，在该环形部115的铅垂方向的上部附近设置有用于使气化炉101内均压的未图示的炉内均压管。炉内均压管以将气化炉壁111的内外连通的方式设置，以使气化炉壁111的内部(燃烧器部116、扩散器部117及减压器部118)与外部(环形部115)的压力差成为预定压力以内的方式大致均压。

燃烧器部116成为使粉煤及煤焦和空气部分燃烧的空间，在燃烧器部116处的气化炉壁111配置有由多个燃烧器126构成的燃烧装置。在燃烧器部116将粉煤及煤焦的一部分燃烧而得到的高温的燃烧气体通过扩散器部117而向减压器部118流入。

减压器部118成为如下的空间：维持为气化反应所需的高温状态，向来自燃烧器部116的燃烧气体供给粉煤并使其部分燃烧，使粉煤向挥发成分(一氧化碳、氢气、低级烃等)分解而气化从而生成生成气体的空间，且在减压器部118处的气化炉壁111配置有由多个燃烧器127构成的燃烧装置。

合成气冷却器102设于气化炉壁111的内部，并且设于减压器部118的燃烧器127的铅垂方向上的上方侧。合成气冷却器102是热交换器，从气化炉壁111的铅垂方向上的下方侧(生成气体的流通方向上的上游侧)起依次配置有蒸发器(蒸发设备)131、过热器(过热设备)132、省煤器(省煤设备)134。这些合成气冷却器102通过与在减压器部118中生成的生成气体进行热交换而冷却生成气体。另外，蒸发器(蒸发设备)131、过热器(过热设备)132、省煤器(省煤设备)134不限定图中记载的该数量。

上述气化炉设备14如以下这样进行动作。

在气化炉设备14的气化炉101中，由减压器部118的燃烧器127投入氮气和粉煤并进行点火，并且由燃烧器部116的燃烧器126投入粉煤及煤焦和压缩空气(氧气)并进行点火。于是，在燃烧器部116中，通过粉煤和煤焦的燃烧而产生高温燃烧气体。另外，在燃烧器部116中，通过粉煤和煤焦的燃烧而在高温气体中生成熔融炉渣，该熔融炉渣向气化炉壁111附着，并且向炉底落下，最终向炉渣料斗122内的积存水排出。并且，在燃烧器部116中产生的高温燃烧气体通过扩散器部117而向减压器部118上升。在该减压器部118中，维持为气化反应所需的高温状态，粉煤与高温燃烧气体混合，在高温的还原氛围下使粉煤部分燃烧而进行气化反应，生成生成气体。气化后的生成气体从铅垂方向上的下方侧向上方侧流通。

[粉煤供给料斗加压装置]

在图3中示出了设于图1所示的供煤设备11的粉煤供给料斗加压装置(粉体供给料斗加压装置)1的概略结构。粉煤供给料斗加压装置1将粉煤供给料斗80(以下，称作“料斗80”)加压至目标压力。目标压力是将粉煤向气化炉101的燃烧器126、127供给所需的压力，在本实施方式中，被设定为气化炉101运用时的压力容器110(参照图2)内的压力以上的预定的压力。

料斗80设有多个(例如，在本实施方式中是三个)，相对于气化炉设备14的粉煤供给目的地并列地配置。各料斗80在大气压下被供给粉煤，在使用时以将加压后的粉煤排出的方式逐个地依次切换。因此，在某一个料斗80正在排出粉煤的情况下，其他料斗80相对于排出成为待机状态，由在大气压下被供给粉煤的、以能够供给粉煤的方式加压成预定的压力的料斗构成。

在料斗80设有用于检测料斗80内的压力的料斗压力传感器(粉体供给料斗压力传感器)P1。料斗压力传感器P1的检测输出向控制部90发送。

作为对料斗80进行加压的加压气体，在本实施方式中使用氮气。在料斗80上连接有上段加压氮气系统81、下段加压氮气系统82、下部压力调整氮气系统(气体供给系统)83及流动化氮气系统84。

在上段加压氮气系统81设有上部加压氮气切断阀VI-1。在下段加压氮气系统82设有下部加压氮气切断阀VI-2。在上段加压氮气系统81及下段加压氮气系统82各自上经由用于限制在切断阀打开时氮气等流动化气体的流量骤增的节流孔85a而连接有加压氮气旁通系统85。在加压氮气旁通系统85设有加压氮气旁通切断阀XI。

下部压力调整氮气系统83用于向料斗80内施加用于将粉煤向处于料斗80底部的排出口运送的压力并且使静止堆积于料斗80的壁面附近的粉煤流动化。因此，下部压力调整氮气系统83在从料斗80向气化炉101侧供给粉煤时使用。此外，在本实施方式中，如后所述，下部压力调整氮气系统83也在将料斗80内从大气压加压至运转压力时使用。在下部压力调整氮气系统83设有下部压力调整氮气切断阀IX和下部压力调整氮气流量调整阀X。下部压力调整氮气系统83的上游侧连接于ASU(Air Separation Unit：空气分离装置：加压气体制造装置)，因此能够供给大流量的氮气，但由于ASU能够供给的氮气量存在上限，所以若从下部压力调整氮气系统83始终持续使用氮气，则存在ASU出口的氮气供给源压下降而氮气供给量不足的可能性。因此，在向下部压力调整氮气系统83供给氮气时，使其他装置中的氮气消耗量减少的管理是重要的。

流动化氮气系统84使堆积于料斗80的粉煤出口周围的粉煤流动化。在流动化氮气系统84设有流动化氮气压力调整阀VII和流动化氮气切断阀VIII。流动化氮气系统84的上游侧连接于ASU。

上段加压氮气系统81、下段加压氮气系统82及加压氮气旁通系统85的上游侧连接于共用的母管86。在母管86设有用于检测母管86内的压力的母管压力传感器(加压气体压力传感器)P2。母管压力传感器P2的检测输出向控制部90发送。

在母管86的上游侧设有第一缓冲罐87及第二缓冲罐88。第一缓冲罐87和第二缓冲罐88相互并列地设置。即，连接于第一缓冲罐87的第一缓冲罐侧氮气系统87a和连接于第二缓冲罐88的第二缓冲罐侧氮气系统88a并列地设置，连接于共用的母管86。

在第一缓冲罐87的上游侧设有第一缓冲罐入口切断阀(第一缓冲罐入口阀)I。在第一缓冲罐87的下游侧从上游侧起依次设有第一缓冲罐出口切断阀(第一缓冲罐出口阀)II和在打开第一缓冲罐出口切断阀II而排出加压气体时用于以避免氮气等的流量骤增的方式进行限制的第一缓冲罐侧节流孔87b。

在第二缓冲罐88的上游侧设有第二缓冲罐入口切断阀(第二缓冲罐入口阀)III。在第二缓冲罐88的下游侧从上游侧起依次设有第二缓冲罐出口切断阀(第二缓冲罐出口阀)IV和在打开第二缓冲罐出口切断阀IV而排出加压气体时用于以避免氮气等的流量骤增的方式进行限制的第二缓冲罐侧节流孔88b。第二缓冲罐侧节流孔88b的口径大于第一缓冲罐侧节流孔87b的口径。由此，在基于第一缓冲罐87的加压后进行的基于第二缓冲罐88的加压快速地进行。

相对于第一缓冲罐87及第二缓冲罐88并列地设有缓冲罐旁通系统89。缓冲罐旁通系统89的下游侧连接于母管86。在缓冲罐旁通系统89从上游侧起依次设有缓冲罐旁通切断阀V和旁通侧节流孔89b。旁通侧节流孔89b的口径小于第一缓冲罐侧节流孔87b的口径。

第一缓冲罐侧氮气系统87a、第二缓冲罐侧氮气系统88a及缓冲罐旁通系统89的上游侧连接于共用的缓冲罐加压氮气系统91。缓冲罐加压氮气系统91的上游侧连接于ASU。在缓冲罐加压氮气系统91设有用于调整向第一缓冲罐87、第二缓冲罐88供给的压力的缓冲罐压力调整阀0。

上述各阀0、I～XI由控制部90控制。控制部90由例如CPU(Central ProcessingUnit：中央处理单元)、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)、ROM(Read OnlyMemory：只读存储器)及计算机能够读取的存储介质等构成。并且，用于实现各种功能的一系列处理作为一例而以程序的形式存储于存储介质等，通过CPU将该程序向RAM等读出并执行信息的加工、运算处理而实现各种功能。另外，程序也可以应用预先安装于ROM、其他存储介质的形态、以存储于计算机能够读取的存储介质的状态提供的形态、经由有线或无线的通信手段而传送的形态等。计算机能够读取的存储介质是磁盘、光磁盘、CD-ROM、DVD-ROM、半导体存储器等。

在图4中示出了设于料斗80的多个加压喷嘴6。在加压喷嘴6的上游侧连接有上段加压氮气系统81、下段加压氮气系统82、下部压力调整氮气系统83等。在加压喷嘴6的前端设有例如被设为比金属网具有强度的多孔质的烧结金属的过滤器6a。过滤器6a面对料斗80内的积存有粉煤的空间，并且使氮气等加压气体透过。通过过滤器6a，防止料斗80内的粉煤向上述各氮气系统(81、82、83)逆流并混入。

接着，对使用了上述粉煤供给料斗加压装置1的加压方法进行说明。另外，在以下的说明中，关于各阀0、I～XI，标注附图标记并且省略其名称地进行表述。例如，第一缓冲罐入口切断阀I仅表述为“阀I”。

[两缓冲罐正常的情况]

首先，对第一缓冲罐87及第二缓冲罐88能够正常地使用的情况(例如，阀I～IV的全部不表示异常而正常地动作的情况)进行说明。

关于加压前的料斗80内的压力，由于是从粉煤料仓(未图示)将粉煤向料斗80内导入后，所以被设为大气压。然后，将料斗80内密闭后进行基于氮气等加压气体的加压。

打开阀II，使用第一缓冲罐87将料斗80内加压至比目标压力低的第一压力。当到达第一压力后，关闭阀II。第一压力被设定为例如目标压力的60％以上且90％以下。

接着，打开阀IV，使用第二缓冲罐88将料斗80内加压至目标压力(第二压力)。此时，因为第二缓冲罐侧节流孔88b的口径大于第一缓冲罐侧节流孔87b的口径，所以从第一压力到目标压力为止的加压快速地进行。

另外，在第一缓冲罐87及第二缓冲罐88能够正常地使用的情况下，不进行使用下部压力调整氮气系统83的料斗80内的加压。下部压力调整氮气系统83用于在排出粉煤时使堆积于第一缓冲罐87及第二缓冲罐88的粉煤流动化。

[第一缓冲罐87正常且第二缓冲罐88表示异常而不可使用的情况]

对第一缓冲罐87正常且第二缓冲罐88故障并表示异常而变得不可使用的情况、例如，阀I及阀II均正常且阀III及阀IV中的至少一个阀故障并表示异常而不动作的情况进行说明。

控制部90当检知到阀III及阀IV中的至少一个阀故障并表示异常而不再动作时，判断为第二缓冲罐88变得不可使用，切换为本控制。在本控制中，组合进行使用第一缓冲罐87的向料斗80内的加压和使用下部压力调整氮气系统83的向料斗80内的加压。

如图5所示，当向料斗80内的加压开始后，阀I从开状态被设为闭状态，并且阀XI从闭状态被设为开状态。另外，在图5中，“C”意味着阀为闭状态，“O”意味着阀为开状态。通过使阀XI成为开状态，将残留于母管86内的加压氮气从加压氮气旁通系统85经由上段加压氮气系统81及下段加压氮气系统82而向料斗80内供给，使母管86内和料斗80内均压，抑制残留于母管86内的加压氮气向料斗80内突然冲入。

当阀I、阀XI的动作结束后，将阀VII及阀VIII从闭状态控制成开状态，使用流动化氮气系统84将加压氮气向料斗80内供给。另外，在阀XI的开动作结束后的数秒后，将阀IX从开状态控制成闭状态。阀IX在设为开状态后，始终设为开状态而减少工作频度。

并且，当母管86和料斗80的均压完成后，将阀XI从开状态控制成闭状态。然后，将阀VI-1及阀VI-2从闭状态控制成开状态，进行使用上段加压氮气系统81及下段加压氮气系统82的加压的准备。关于此时的开动作，使用速度控制器(未图示)而花费预定的时间来进行开动作。由此，避免产生向安装于加压喷嘴6的过滤器6a(参照图4)突然冲入的过流速，防止破损。

当阀VI-1及阀VI-2的开动作完成后，将阀II从闭状态控制成开状态而开始基于第一缓冲罐87的加压。此时，将阀I也从闭状态控制成开状态而从ASU供给氮气。因此，阀0的开度逐渐上升。

另外，如关于阀V由虚线(参照图5、图6)所示，在使母管86和料斗80均压后料斗80内未被加压至预定的初始压力的情况下，将阀V从闭状态控制成开状态，进行使用缓冲罐旁通系统89的加压。在进行该加压的情况下，阀I及阀II如虚线所示那样仍被设为闭状态。

并且，当料斗80内的压力到达第一压力后，将阀I及阀II从开状态控制成闭状态，并且将阀X从闭状态控制成开状态。由此，开始使用下部压力调整氮气系统83的料斗80的加压。

关于阀X的开动作，使用速度控制器而花费预定的时间来进行。由此，避免产生向安装于加压喷嘴6的过滤器6a(参照图4)突然冲入的过流速，防止破损。

另外，在进行使用下部压力调整氮气系统83的加压的情况下，阀0被设为全闭状态。由此，因为ASU的氮气供给量存在上限量，所以通过使从ASU向第一缓冲罐87的氮气供给停止而将氮气供给限定于下部压力调整氮气系统83，避免ASU出口的源压下降而氮气供给量不足。

并且，当料斗80内的压力到达目标压力后，使阀VI-1及阀VI-2成为闭状态，并且使阀X的开度下降并维持为恒定的开度。通过将阀X的开度维持为恒定值，而进行使用下部压力调整氮气系统83的粉煤运送用的加压。另外，使阀VII的开度也下降至预定值并维持为恒定的开度。由此，进行使用流动化氮气系统84的粉煤的流动化。

当料斗80内的加压结束后，通过将阀I从闭状态控制成开状态并且使阀0成为开状态来进行第一缓冲罐87的加压。当第一缓冲罐87的压力恢复后，将阀0关闭而第一缓冲罐87的加压结束。

[第一缓冲罐表示故障而不可使用且第二缓冲罐正常的情况]

对第一缓冲罐87不可使用且第二缓冲罐88正常的情况、例如，阀I及阀II中的至少一个阀故障并表示异常而不动作且阀III及阀IV正常的情况进行说明。

控制部90当检知到阀I及阀II的至少一个阀故障且表示异常而不再动作时，判断为第一缓冲罐87变得不可使用，切换为本控制。在本控制中，组合进行使用第二缓冲罐88的向料斗80内的加压和使用下部压力调整氮气系统83的向料斗80内的加压。

如图6所示，当向料斗80内的加压开始后，将阀III从开状态控制成闭状态，并且将阀XI从闭状态控制成开状态。通过使阀XI成为开状态，将残留于母管86内的加压氮气从加压氮气旁通系统85经由上段加压氮气系统81及下段加压氮气系统82而向料斗80内供给，使母管86内和料斗80内均压。

当阀III、阀XI的动作结束后，将阀VII及阀VIII从闭状态控制成开状态，使用流动化氮气系统84向料斗80内供给加压氮气。另外，在阀XI的开动作结束后的数秒后，将阀IX从开状态控制成闭状态。阀IX在设为开状态后，始终设为开状态而减少工作频度。

并且，当母管86和料斗80的均压完成后，将阀XI从开状态控制成闭状态。然后，将阀VI-1及阀VI-2从闭状态控制成开状态，进行使用上段加压氮气系统81及下段加压氮气系统82的加压的准备。关于此时的开动作，使用速度控制器而花费预定的时间来进行开动作。由此，避免产生向安装于加压喷嘴6的过滤器6a(参照图4)突然冲入的过流速，防止破损。

另外，如关于阀V由虚线(参照图5、图6)所示，在使母管86和料斗80均压后料斗80内未被加压至预定的初始压力的情况下，将阀V从闭状态控制成开状态，进行使用缓冲罐旁通系统89的加压。

当阀VI-1及阀VI-2的开动作完成后，将阀X从闭状态控制成开状态而开始使用下部压力调整氮气系统83的加压。在该定时下不进行使用第二缓冲罐88的加压是因为，由于第二缓冲罐侧节流孔88b的口径大于第一缓冲罐侧节流孔87b的口径，所以使用第二缓冲罐88进行初始加压，则突然冲入的过流速的氮气流动而可能会使过滤器6a破损。阀X的开动作使用速度控制器而花费预定的时间来进行。由此，避免产生向安装于加压喷嘴6的过滤器6a(参照图4)突然冲入的过流速，防止破损。

当通过使用下部压力调整氮气系统83的加压而料斗80内的压力到达预定值后，将阀X从开状态控制成闭状态，并且将阀III及阀IV从闭状态控制成开状态，从而切换为基于第二缓冲罐88的加压。并且，当料斗80内的压力到达预定值后，将阀IV从开状态控制成闭状态，并且将阀X从闭状态控制成开状态，从而切换为基于下部压力调整氮气系统83的加压。此时，阀0被设为全闭状态。由此，因此ASU的氮气供给量存在上限量，所以通过使从ASU向第一缓冲罐87的氮气供给停止而将氮气供给限定于下部压力调整氮气系统83，避免ASU出口的源压下降而氮气供给量不足。

并且，当料斗80内的压力到达目标压力后，使阀VI-1及阀VI-2成为闭状态，并且使阀X的开度下降并维持为恒定的开度。通过将阀X的开度维持为恒定值，进行使用下部压力调整氮气系统83的粉煤运送用的加压。另外，也使阀VII的开度下降至预定值并维持为恒定的开度。由此，进行使用了流动化氮气系统84的粉煤的流动化。

当料斗80内的加压结束后，通过将阀0从闭状态控制成开状态来进行第二缓冲罐88的加压。当第二缓冲罐88的压力恢复后，将阀0关闭而第二缓冲罐88的加压结束。

[过滤器损伤检知]

控制部90如以下这样检知过滤器6a(参照图4)的破损等异常。在设于料斗80的多个加压喷嘴6的前端设有被设为例如比金属网具有强度的多孔质的烧结金属的过滤器6a。若过滤器6a因磨损或由突然的气体流速的变化引起的破裂等而产生破损，则过滤器6a中的压力损失变小，但由于过滤器6a存在很多个，所以在一个或一些过滤器6a产生了破损时检测过滤器6a的破损产生并不容易。

通过发明人的锐意观察，利用母管压力传感器P2检测比向设于料斗80的多个加压喷嘴6供给加压气体的分支点靠上游侧的加压气体的压力，持续确认与由料斗压力传感器P1检测到的压力之差，确认到了：在向多个加压喷嘴6供给加压气体时，在存在很多个的过滤器6a中的一个或一些过滤器6a产生了破损时，母管压力传感器P2与料斗压力传感器P1的差压存在变化。

因此，运算由料斗压力传感器P1检测到的压力与由母管压力传感器P2检测到的压力的差，在该差压成为了预定值以下的情况下，认为过滤器6a破损而压力损失下降，判断为表示异常。并且，将过滤器6a的破损向操作员或作业员通过显示或语音进行报告。由此，操作员或作业员无需目视过滤器6a来确认有无破损，能够在合适的定时下准备更换部件。

另外，判断该差的预定值相对于过滤器6a正常时的差压能够设定40％～80％之间的差压。在进行预定值的精度较高的设定时，优选一边通过试验等确认差压和过滤器6a的状况一边设定。

如以上这样，根据本实施方式，起到以下的作用效果。

在因故障且表示了异常等理由而第一缓冲罐87或第二缓冲罐88变得不可使用的情况下，在向燃烧器126、127供给粉煤时使用向积存于料斗80内的粉煤供给氮气的下部压力调整氮气系统83来对料斗80内进行加压。也就是说，下部压力调整氮气系统83在通常的运用中在料斗80内的加压完成后将粉煤向燃烧器126、127供给时使用，为了追加供给使在料斗80壁面附近堆积的粉煤流动化的粉煤运送用的氮气而使用。将该下部压力调整氮气系统83兼用作料斗80内的加压用的加压气体供给系统。由此，即使在第一缓冲罐87和第二缓冲罐88中的任一个缓冲罐变得不可使用的情况下，也能够将料斗80加压至目标压力。

控制部90在阀I～IV故障并表示了异常时，将连接于该阀的第一缓冲罐87、第二缓冲罐88判断为不可使用。由此，能够利用控制部90来判断第一缓冲罐87、第二缓冲罐88的不可使用，因此不需要操作员或作业员监视运转状态来进行判断。

在使用下部压力调整氮气系统83进行着料斗80内的加压的期间，由ASU制造出的氮气会被消耗。此时，使阀0成为闭状态，不向第一缓冲罐87及第二缓冲罐88引导氮气。由此，由于ASU的氮气供给量存在上限量，所以能够将由ASU制造出的氮气主要向下部压力调整氮气系统83供给，能够避免ASU出口的源压下降而氮气的供给不足。

在设于料斗80的多个加压喷嘴6的前端设置的多孔质的烧结金属的过滤器6a有时会因磨损或由突然的气体流速变化引起的破裂等而产生破损。通过关注利用比供给加压气体的分支点靠上游侧的母管86的加压气体的母管压力传感器P2和粉体供给料斗内的料斗压力传感器P1检测到的压力的差压，确认到了：在存在多个的过滤器6a中的一个或一些过滤器6a产生了破损时，该差压存在变化。因此，在料斗80内的压力与加压气体的压力的差压成为了预定值以下的情况下，判断为过滤器6a的破损。由此，操作员或作业员无需目视有无过滤器6a的破损来进行确认，能够在合适的定时下准备更换部件。

另外，在上述实施方式中，作为粉体燃料而以粉煤为例进行了说明，但本发明不限定于此，也能够对粉碎后的生物质燃料和煤焦这样的其他粉体燃料应用。

虽然设为了使用缓冲罐旁通系统89来辅助加压不足，但由于能够利用下部压力调整氮气系统83的阀X来调节加压，所以也可以省略缓冲罐旁通系统89。

附图标记说明

1 粉煤供给料斗加压装置(粉体供给料斗加压装置)

6 加压喷嘴

6a 过滤器

10 煤气化复合发电设备(气化复合发电设备)

11 供煤设备

11a 供煤线

14 气化炉设备

15 煤焦回收设备

16 气体提纯设备

17 燃气轮机

18 蒸汽轮机

19 发电机

20 排热回收锅炉

41 压缩空气供给线

42 空气分离设备

43 第一氮气供给线

45 第二氮气供给线

46 煤焦返回线

47 氧气供给线

49 气体生成线

51 集尘设备

52 供给料斗

53 气体排出线

61 压缩机

62 燃烧器

63 轮机

64 旋转轴

65 压缩空气供给线

66 燃料气体供给线

67 燃烧气体供给线

68 升压机

69 轮机

70 排气线

71 蒸气供给线

72 蒸气回收线

74 气体净化设备

75 烟筒

80 粉煤供给料斗(粉体供给料斗)

81 上段加压氮气系统

82 下段加压氮气系统

83 下部压力调整氮气系统(气体供给系统)

84 流动化氮气系统

85 加压氮气旁通系统

86 母管

87 第一缓冲罐

87a 第一缓冲罐侧氮气系统

87b 第一缓冲罐侧节流孔

88 第二缓冲罐

88a 第二缓冲罐侧氮气系统

88b 第二缓冲罐侧节流孔

89 缓冲罐旁通系统

89b 旁通侧节流孔

90 控制部

101 气化炉

102 合成气冷却器

110 压力容器

111 气化炉壁

115 环形部

116 燃烧器部

117 扩散器部

118 减压器部

121 气体排出口

122 炉渣料斗

126 燃烧器

127 燃烧器

131 蒸发器

132 过热器

134 省煤器

154 内部空间

156 外部空间

0 缓冲罐压力调整阀

I 第一缓冲罐入口切断阀

II 第一缓冲罐出口切断阀

III 第二缓冲罐入口切断阀

IV 第二缓冲罐出口切断阀

V 缓冲罐旁通切断阀

VI-1 上部加压氮气切断阀

VI-2 下部加压氮气切断阀

VII 流动化氮气压力调整阀

VIII 流动化氮气切断阀

IX 下部压力调整氮气切断阀

X 下部压力调整氮气流量调整阀

XI 加压氮气旁通切断阀

P1 料斗压力传感器(粉体供给料斗压力传感器)

P2 母管压力传感器(加压气体压力传感器)。